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文档简介

锂离子电池企业安全建设与检查2.打分表-总体第2页锂电池工厂安全管理要点打分表发布者:先进电池材料产业集群,版本:3,日期:2026年7月11日分类编号1.掌握标准(20分)1.1制定安全标准1.2使用工厂安全标准2.产品工艺风险(20分)2.1电池容量风险2.2电池工艺风险2.3电池选材和设计风险2.4电池质量风险分类编号3.厂房安全(40分)3.1排烟3.2足量水灭火3.3双路电源3.4避免蔓延4.应急反应(20分)4.1基层消防组织4.2消防训练3.掌握标准第3页分类编号得分检查项目和得分标准1.掌握标准(20分)1.1制定安全标准

工厂有省级或国家级锂电专家,参加制定锂电工厂安全标准(国标、行业标准、团体标准),得10分;工厂有市级锂电专家,参加制定锂电工厂安全标准(国标、行业标准、团体标准),得5分;工厂无市级或以上专家为0分;或工厂有市级或者以上锂电安全专家但是不参与制定锂电安全标准(国标、行业标准、团体标准),得0分。1.2使用工厂安全标准

工厂完整收集和在日常文件中融合使用必要的锂电工厂安全标准,得10分,锂电工厂安全标准编号:GB51377,GB/T41254或ISO26262,SJ/T11798,AQ7017,XF/T3023,T/SPSTS010,T/SPSTS041~043;掌握必要的工厂安全技术:能够计算锂电池燃烧产烟量、熄灭抑爆需要通风量、电池数量和爆炸半径、电池释放烃类气体爆炸最大压力和抗爆泄爆要求、灭电池火灾需要的风速、用水灭火的多种方法(泡水、定点射水等);工厂收集了超过50%的锂电工厂安全标准且融合到文件体系中使用,得5分;工厂收集低于50%的锂电工厂安全标准得0分;或未将锂电工厂安全标准融合到体系文件得0分。3.掌握标准第4页1.1制定安全标准打分标准工厂有省级或国家级锂电专家,参加制定锂电工厂安全标准(国标、行业标准、团体标准),得10分;工厂有市级锂电专家,参加制定锂电工厂安全标准(国标、行业标准、团体标准),得5分;工厂无市级或以上专家为0分;或工厂有市级或以上锂电安全专家但是不参与制定锂电安全标准(国标、行业标准、团体标准),得0分。3.掌握标准第5页1.2使用工厂安全标准打分标准工厂完整收集和在日常文件中融合使用必要的锂电工厂安全标准,得10分,锂电工厂安全标准编号:GB51377,GB/T41254或ISO26262,SJ/T11798,AQ7017,XF/T3023,T/SPSTS010,T/SPSTS041~043;掌握必要的工厂安全技术:能够计算锂电池燃烧产烟量、熄灭抑爆需要通风量、电池数量和爆炸半径、电池释放烃类气体爆炸最大压力和抗爆泄爆要求、灭电池火灾需要的风速、用水灭火的多种方法(泡水、定点射水等);工厂收集了超过50%的锂电工厂安全标准且融合到文件体系中使用,得5分;工厂收集低于50%的锂电工厂安全标准得0分;或未将锂电工厂安全标准融合到体系文件得0分。3.掌握标准第6页IEEE1725锂离子电池产品安全设计验证标准IEEE1625锂离子电池包产品安全设计验证标准GB31241(强制性标准)便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求GB51377锂离子电池工厂设计标准GB/T41254爆炸保护系统的功能安全评估方法AQ7017(强制性标准)锂离子电池生产安全规范SJ/T11798锂离子电池和电池组生产安全要求XF/T3023锂离子电池生产企业消防安全管理T/SPSTS041锂离子电池用化学品安全规范T/SPSTS042锂离子电池工厂粉尘安全规范T/SPSTS043锂离子电池工厂职业卫生规范图文解释锂离子电池工厂安全标准的国际标准、国家标准、行业标准、团体标准清单如下,留意这些标准因为新旧不同、范围不同有冲突性条文,需要全面阅读,选择合理的条文满足实际要求;可以找标准制定者来解释可能冲突条文的解决。企业报告、政府部门复核,企业集团内有无专家名单在这些标准的制定者名单中。产品安全标准工厂安全标准工厂安全团体标准3.掌握标准第7页锂离子电池结构使用锂离子在电池内部穿插导电机理当前主流的新能源电池技术相比燃料电池,锂离子电池具备优势:(a)高功率密度(如驱动车辆);(b)成熟技术、高性价比、更加安全;(c)开始了规模化商用;劣势和解决:充电时间长

和里程短,解决是快充+多充电站+换电模式。软包装锂离子电池(聚合物锂离子电池)主流应用:穿戴产品、智能手机、笔记本电脑、无人机、吸尘器、两轮车、家用储能等。圆柱电池主流应用:廉价笔记本电脑、电动工具、吸尘器、两轮车、储能等+部分用于电动汽车(Tesla)。方形(角形)锂离子电池主流应用:电动汽车、储能、电动自行车。图1锂离子电池离子充放电示意图图2三种外形的锂离子电池3.掌握标准第8页1.短路点火源3.氧气(空气、正极释氧)2.燃料(烃类气体、电解液、塑料)正极极片负极极片隔离膜电解液卷绕电池正极膜片铝箔铜箔负极膜片例子1Ah三元材料软包装电池110Ω1Ω38Ω0.01Ω箔材贴胶带绝缘图3四种短路模式的电阻源于:刘力硕,锂离子电池内短路机理及失效动力学研究,清华大学博士学位论文,2021年图4叠片电池结构3.掌握标准第9页图5聚合物锂离子电池结构(软包装电池)图6圆柱电池示意图3.掌握标准第10页(a)电池模块带外壳(b)电池模块移走盖板锂离子电池类似同时有打火机+油箱的储能器件打火机=正极、负极的短路点火源+外部电路短路、电弧点火源油箱=电解液CxHyOz

+电解液裂解形成的燃气(烃类气体CxHy如甲烷CH4等)图7电箱结构3.掌握标准第11页询问企业的安全管理人员,掌握标准中重要的知识点,开展量化计算的内容:电解液重量(g)=锂电池容量(Wh)x保液系数0.6

锂电池燃烧产烟量=锂电池电解液体积x800倍气化膨胀系数熄灭锂电池需要通风量=锂电池电解液体积x160000倍稀释系数

锂电池用流水灭火用水量(g)=锂电池容量(Wh)x(10~80倍)

锂电池用水凝胶灭火用水量(g)=锂电池容量(Wh)x1倍

电池燃烧爆炸半径(m)=2.9倍

x电解液质量(kg)^(1/3)电解液白色烟雾黄色爆炸火球测试前状态爆炸半径图8爆炸测试3.掌握标准第12页表1.2A单个电池爆炸半径和产烟量电池用途电池材料电池容量(Wh)电解液量(g)电解液除以容量单个电池爆炸半径(m)单个电池燃烧产烟量(L)熄灭需要的抽风量(L)水凝胶灭火用水量(g)流水灭火法用水量十倍(g)流水灭火法用水量八十倍(g)手表电池1钴酸锂/石墨1.61.10.70.30.81681.616128手表电池2钴酸锂/石墨1.71.10.60.30.91761.717136手表电池3钴酸锂/石墨2.51.50.60.31.22432.525200手表电池4钴酸锂/石墨3.01.80.60.41.42853.030240游戏机电池钴酸锂/石墨7.83.70.50.43.05947.878624手机电池钴酸锂/石墨1350.40.54.0790131251000笔记本电池1钴酸锂/石墨1160.50.54.895011110880笔记本电池2钴酸锂/石墨1270.50.55.2105012122976笔记本电池3钴酸锂/石墨1350.40.54.0790131301040平板电池钴酸锂/石墨17100.60.67.61520171701360充电宝电池钴酸锂/石墨37200.50.815.93172373702960自行车电池三元材料/石墨58300.50.924.14823585764608电动汽车电池1三元材料/石墨3151800.61.6144.028800315314525160电动汽车电池2三元材料/石墨3332000.61.7160.032000333333026640储能电池1磷酸铁锂/石墨5443000.61.9240.048000544544043520储能电池2磷酸铁锂/石墨10886000.62.4480.096000108810880870403.掌握标准第13页表1.2B三种化成方式的多个电池爆炸半径和产烟量化成方式同时燃烧电池数量电池用途单个电池容量(Wh)单个电池电解液(g)一起燃烧电池产烟量(L)一起燃烧电池需要通风量(L)一起燃烧电池爆炸半径(m)水凝胶灭火用水量(g)流水灭火法用水量十倍(g)流水灭火法用水量八十倍(g)夹具化成1手表电池31.812880.4330240手机电池13548000.5131301040充电宝电池37201632000.8373702960电动汽车电池333200160320001.7333333026640机器隔离化成512手表电池31.87371474562.8330240手机电池13520484096004.0131301040充电宝电池3720819216384006.3373702960电动汽车电池333200819201638400013.6333333026640货架式化成100000手表电池31.81440002880000016.4330240手机电池1354000008000000023.0131301040充电宝电池3720160000032000000036.5373702960电动汽车电池33320016000000320000000078.73333330266403.掌握标准第14页表1.2C存储或运输的多个电池爆炸半径和产烟量存储运输容器同时燃烧电池数量电池用途单个电池容量(Wh)单个电池电解液(g)一起燃烧电池产烟量(m³)一起燃烧电池需要通风量(m³)一起燃烧电池爆炸半径(m)水凝胶灭火用水量(kg)流水灭火法用水量十倍(kg)流水灭火法用水量八十倍(kg)单个纸箱200手表电池31.80.3582.10.66.048.0120手机电池1350.5962.41.615.6124.840充电宝电池37200.61282.71.514.8118.4单个卡板装纸箱6000手表电池31.88.617286.418.0180.01440.03600手机电池13514.428807.646.8468.03744.01200充电宝电池372019.238408.444.4444.03552.0车载卡板装纸箱216000手表电池31.8311.06220821.2648.06480.051840.0129600手机电池135518.410368025.11684.816848.0134784.043200充电宝电池3720691.213824027.61598.415984.0127872.0单个木箱120电动汽车电池33320019.238408.440.0399.63196.8车载木箱960电动汽车电池333200153.63072016.7319.73196.825574.43.掌握标准第15页图9货架式化成例子(几十万颗电池在一起)3.掌握标准第16页图10货架式存储(高温老化、室温存放)(几十万颗电池在一起)图11某高温老化房间火灾后照片(锰酸锂电池,40℃72h)(20万颗电池烧毁)

3.掌握标准第17页图12设备隔离式化成设备(数百颗电池在一起,机器之间间隔)图13设备隔离式化成设备烧毁照片(数百颗电池在一起,机器之间间隔)3.掌握标准第18页图14夹具式化成设备(每颗电池分隔,机器之间间隔)3.掌握标准第19页图15

能够区分白色电解液烟雾和黄白色火球的烃类气体爆炸播放视频

来学习深圳MB工厂爆炸视频2016年GDJT锂电池爆炸视频2023年热箱测试电池爆炸视频(模拟试验)4.产品工艺风险第20页2.1电池容量风险打分标准工厂产品产量超过80%是单体容量低于5Ah得5分;工厂产品产量超过80%是5Ah≤单体容量<10Ah得3分;工厂产品产量超过80%是单体容量≥10Ah,得0分。

图文解释电池的容量可以从产品标识、产品说明书等获得,通常标识有单电池标称电压(单位V伏特),数值在2.5到4.6V。电压值有标称电压,即某种化学体系电池的平均电压,如3.2V是磷酸铁锂电池,3.7V是三元材料电池,3.83V是钴酸锂电池。电压值还有实际电压,即现在的电压值。满充电电压即当前电压接近充电上限值的电压,通常不安全。电压≤3V为低压状态,通常安全。

容量单位有Ah(安时),多少安培的电流供电多少小时;功率单位Wh(瓦时),多少瓦的功率供电多少小时。标称功率(Wh)=容量(Ah)x标称电压(V)。

单电池的容量大小影响失效着火时的释放的能量,电池的容量越大对周边电池的热辐射可能导致连锁反应的机会越大。电池体系标称电压(V)典型用途和电压范围高档钴酸锂电池3.85手机电池(3.0~4.4V)一般钴酸锂电池3.80充电宝电池(3.0~4.2V)三元材料电池3.7动力电池(3.0~4.2V)磷酸铁锂电池3.2动力电池、储能电池(2.5~3.6V)锰酸锂电池3.7充电宝电池(3.0~4.2V)表2.1锂电池体系的标称电压钴酸锂LiCoO2,三元材料LiNixCoyMn1-x-yO2,磷酸铁锂LiFePO44.产品工艺风险第21页2.2电池工艺风险打分标准软包装电池闭口化成且采用金属板隔离每个电池的夹具化成工艺得5分;圆柱电池采用闭口的针状式化成方式得3分,软包装电池采用单机隔开式化成方式得3分,金属壳方形电池采取闭口化成开口化成的每个电池有临近吸嘴抽真空装置得3分;采取货架上化成且房间有超过5000个电池的0分;采取超过90%的SOC的满充电电池的高温静置化成且房间电池数量超过5000个,▲或化成车间上方或隔壁为电解液仓库的火山浇油布局,▲或故障电池未有效隔离的行业重大事故隐患,▲或单体容量超过50Ah的动力电池(包括储能电池)的测试区域或存储区域不满足设备抽风和小隔间的机械抽风稀释风速不低于0.5米/秒;缺乏大量射水或围堰泡水、水池泡水、水箱泡水、水凝胶灭火毯、水凝胶灭火器等,得0分。图文解释化成是给电池第一次充电形成SEI的过程,化成过程电解液(分子式CxHyOz)在电化学作用下产生H2、CxHy烃类气体、CO等易燃气体,故化成工艺是锂电池生产过程的风险较高的工艺之一,但不同的化成工艺火灾风险差别非常大,主要判断一个电池着火后是否有机会发生连锁反应,引发火灾。

现场确认企业产品是软包半电池、圆柱电池还是方形电池(带安全阀)、确认化成设备及化成工艺。4.产品工艺风险第22页A:软包电池在化成过程中产生的可燃气体会进入气袋,不会在电池内聚集或扩散到车间内;采用金属夹具化成将各电池分隔开来,化成过程中有电池热失控时不会导致周边电池热失控着火,无火灾风险。(a)夹具化成设备

(b)软包装电池图16

夹具式化成机器(每个电池被两个铁板隔离)电解液(分子式CxHyOz)烃类气体(分子式CxHy)+一氧化碳CO,氢气H2化成工艺,形成SEI膜,产气SEI膜是还原性锂和电解液反应4.产品工艺风险第23页B.圆柱电池采用闭口化成,化成产气密封在电池内,电池热失控时,可能导致整个设备内电池着火,不容易扩散到设备外,火灾风险当对较低。软包装电池采用单机隔开式化成,电池热失控时可能单设备着火,不容易扩散到设备外;金属壳方形电池采取闭口化成或开口化成的每个电池有抽真空装置,化成过程的产气及时被抽走,降低着火风险。图17

圆柱电池闭口化成的憋气结构4.产品工艺风险第24页图18机器隔离式化成燃烧在机器范围4.产品工艺风险第25页C.采取高层货架化成工艺电池失效时扩散风险高,可能着火电池数量多,着火后扑救困难,易导致火灾;电池热失控可能细引发着火电池数量超过5000个时,扑救困难。图19

货架式化成设备(几十万颗电池在一起)(b)方形电池(c)圆柱电池4.产品工艺风险第26页D、采取超过90%的SOC的满充电电池的高温静置化成且房间电池数量超过5000个,电池数量多,燃烧物大,燃烧补救困难。

高温原因导致常规的烟感、摄像头、排烟风机不便安装,缺乏这些侦测、应急设施,导致火灾发现晚,燃烧已经扩散,烟雾大,补救不易。良好的实践是超过室温25℃以上的高温静置房间(典型温度在45℃左右,少数有60℃或35℃)要配置烟雾探测器、门外对照的安全摄像头、房间内三防灯或防爆等、优化的水喷淋、联动的房间排烟设施、同层配置有移动排烟风机、测试开启事故排烟或移动排烟风机的风速不低于0.5米/秒,周边50米内有消防盘管软管或轻便消防水龙的大量射水灭火设施或水凝胶灭火毯、水凝胶灭火器等高效灭火器材。图204.产品工艺风险第27页E、在2023年3月20日应急管理部颁布的《工贸企业重大事故隐患判定标准》,确定锂离子电池仓库未对故障电池采取有效物理隔离措施的为重大事故隐患。“故障电池”定义是单体电池电压大于3伏特,存在胀气、短路、破损、过充电等安全缺陷的电池,不包括持续浸泡在水中的电池。“物理隔离措施”是指通过实体墙、防爆柜、铁皮柜、单独集装箱、防火卷帘等方式,将故障电池与非故障电池隔离的措施。企业在实践中要存放电池的仓库或者其他存储场所进行风险辨识和采取物理隔离措施。(d)漏液腐蚀的电池(e)短路且胀气破损的电池图13故障电池的照片例子(安全缺陷的故障电池)图214.产品工艺风险第28页(a)铁皮柜存放(b)防爆柜存放(c)防火墙和阻燃油漆的货架存放

(d)集装箱存放(e)防火卷帘隔离存放(f)泡水中的电池不构成故障电池图22

物理隔离措施的图例4.产品工艺风险第29页F、单体容量超过50Ah的动力电池(包括储能电池)的测试区域或存储区域的电池容量大,电解液量多,燃烧热值大,爆炸半径大。因此需要满足设备抽风和小隔间的机械抽风稀释风速不低于0.5米/秒;且有大量射水或围堰泡水、水池泡水、水箱泡水、水凝胶灭火毯、水凝胶灭火器等,才能有效排烟灭火。安全冗余的排烟设施即

一个排烟风机和一个故障报警装置同时存在;或两个排烟风机一用一备,一个排烟风机停转则另外一个风机立刻运转。开启风机后风速不低于0.5米/秒的捕获风速才能有效排烟。要检测有无风速死角,可以用同层的移动排烟风机来帮助实现风速不低于0.5米/秒。

对容量超过50Ah以上的大容量的电池电池(包括储能电池)的真正有效的灭火方式有三类:(1)在电池的安全阀或电池包的呼吸阀有真抽空灭火装置;

(2)大量的水灭火,即泡水灭火、消防盘管软管射水灭火、消防水带射水灭火、优化测试后的大流量水喷淋灭火,常规的水喷淋不能有效灭火;

(3)水凝胶灭火毯或水凝胶灭火器灭火。

因此要求容量超过50Ah的大容量电池的测试区域、存储区域泡配置大量用水灭火或水凝胶灭火装置。4.产品工艺风险第30页图23

抽风排烟图例图16电池或电池包或设备抽真空灭火装置4.产品工艺风险第31页图24

泡水灭火图例(d)锂电池堆垛覆盖水凝胶灭火毯照片(e)热像仪显示水凝胶灭火毯温度84℃图25水凝胶灭火装置图例(高效灭火器材)4.产品工艺风险第32页图264.产品工艺风险第33页2.3电池选材和设计风险打分标准公司产品设计文件融合了IEEE1725电池产品安全标准或IEEE1625电池组产品安全标准,且经过技术分析,对小容量电池(<5AH)无须陶瓷涂布隔离膜但是贴绝缘胶带,对大容量电池(≥5Ah)采用陶瓷涂布隔离膜和贴绝缘胶带,得5分;公司产品设计文件未融合IEEE1725电池产品安全标准或IEEE1625电池组产品安全标准但是使用了陶瓷涂布隔离膜、电池内部适当位置贴绝缘胶带或绝缘涂层,得3分;公司产品设计文件未融合IEEE1725电池产品安全标准或IEEE1625电池组产品安全标准,且未在电池内部适当位置贴绝缘胶带或绝缘涂层,得0分。图文解释:查看公司产品设计说明书,是否包括IEEE1725电池产品安全标准要求;现场确认隔离膜是否陶瓷涂布,卷绕后是否电芯电否贴绝缘胶带;4.产品工艺风险第34页隔离膜正极极片负极极片(a)极片和隔离膜正极膜片(粉料)负极膜片(粉料)正极铝箔绝缘胶带绝缘胶带负极铜箔(b)极片和隔离膜尺寸要求IEEE1725要求负极尺寸超出正极≥0.1mm隔离膜尺寸大于负极尺寸规定温度时间的热收缩保持绝缘性图27

极片对位尺寸要求4.产品工艺风险第35页CT右面CT前面X-ray测试对位10号电芯样品图28

极片对位检查例子(X射线和CT扫描)•Overhang数据是负极宽度超出正极宽度的数据,国际质量标准IEEE1725要求至少0.1mm,不够则产生析出金属锂短路缺陷计算机扫描(CT)显示10号电芯头尾Overhang区负极片存在明显错位,

X射线测试电芯底部的Overhang只有0.007mm<要求0.1mm4.产品工艺风险第36页CT前

面X-ray33号电芯样品图29

极片对位检查例子(X射线和CT扫描)CT发现异常点解剖发现析锂图30极片析锂例子(CT和解剖拍照)4.产品工艺风险第37页正极极片正极膜片(粉料)正极铝箔绝缘胶带图31正极极片贴胶不足(铝箔短路石墨)4.产品工艺风险第38页2.4电池质量风险打分标准:公司内部有CNAS资质认证的锂离子电池安全测试实验室且完成产品的安全标准测试。如UN38.3,UL1642,便携式电池强制标准的GB31241测试;最近3年无媒体报道产品安全问题,无政府记录电池火警问题;工厂进入工信部的《锂离子电池行业规范条件》的名录,得5分;公司内部有锂离子电池安全测试实验室,能够完成锂离子电池安全测试标准要求的项目,但是实验室没有CNAS资质;最近3年有媒体报道产品安全问题,无政府记录电池火警问题;工厂进入工信部的《锂离子电池行业规范条件》的名录,得3分;公司内部没有锂离子电池安全测试标准的实验室或最近3年有媒体报道产品安全问题,有政府记录电池火警问题;工厂未进入工信部的《锂离子电池行业规范条件》的名录,得0分,4.产品工艺风险第39页图文解释:锂电池生产企业的火灾风险与该企业生产的产品质量强相关,电池产品质量安全是本质安全。企业提供产品UN38.3测试报告或产品UL1642认证报告:现场确认生产电池的型号与检测报告一致。图32UN38.3认证例子图33CNAS资格例子4.产品工艺风险第40页《锂离子电池行业规范条件》白名单:企业提供工信部公示《锂离子电池行业规范条件》证明,或工信部网站查询;图34工信部公布的白名单例子图35网络搜索企业火灾事故报道例子5.厂房安全第41页3.1排烟打分标准在适当位置增加了机械排烟或同层就近的移动排烟,且测试作用区域风速≥0.5米/秒得10分,适当区域包括:化成车间、高温静置车间、活化房、分容房、产品仓库、物理隔离的安全缺陷电池存储间、样品间、安全测试实验室等;不低于80%的需要安装机械排烟的位置有机械排烟或同层就近的移动排烟,且测试作用区域风速≥0.5米/秒,得5分;小于80%的需要安装机械排烟的位置无机械排烟或缺少同层的移动排烟得0分。5.厂房安全第42页[标题]锂离子电池消防风水法风的原理:通风稀释烟雾燃气浓度不超过爆炸下限的5%就不燃。风的参数:鼓风、抽风相互结合,开门窗形成风道;作用区域风速不低于0.5米/秒捕获风速;典型作用距离为墙壁抽风5米,汽油鼓风机室内30米,伸缩管移动风机随管道长度宜60米;事故抽风为12次/小时换气次数;燃烧产烟雾量Vgas(立方米)=一起燃烧电池数量N*每个电池电解液体积Ve*800倍。需要通风风量Vfan(每秒立方米)=一起燃烧电池数量N*每个电池电解液体积Ve*16万倍。3.水的原理:水进入破损锂离子电池将活泼的LiCx惰化为碳酸锂陶瓷,副反应可控。4.水的参数:水灭锂电火灾速度是其他灭火剂的十倍以上,最快。避免用高电导率的饱和盐水、泥浆水、化雪盐水灭火,过于剧烈会起火;用低电导率的清水、自来水、5%稀盐水、含水饮料灭火。从单位泡水量从大到小排列,依次为泡水、定点射水、定点水雾、消防栓射水、喷淋系统喷水。防范用水触电,设备断电、接地、漏电开关。用水量对应电池容量(Wh),水凝胶用水量是1倍,流动水用水量是10~80倍。5.厂房安全第43页图文解释锂离子电池工厂中,化成车间、高温静置车间、活化房、分容房、产品仓库、物理隔离的安全缺陷电池存储间、样品间、安全测试实验室的风险相对较高,电池着火后,产生较大的烟气和可燃气体,需进行排烟,排烟措施分为机械排烟和移动排烟,如下图。(a)管道机械排烟(b)墙壁风机机械排烟(c)窗户自然排烟(风险:通过窗户烧到上方窗户蔓延)图36排烟方式例子5.厂房安全第44页(d)移动排烟风机(伸缩铝箔管抽气)(e)移动排烟风机接力排气播放视频多种排烟方式(d)移动排烟风机(汽油内燃机鼓风机)(e)测试风速(要求≥0.5m/s捕获风速)图37排烟方式例子5.厂房安全第45页图38移动排烟器材推车式电动喷雾器手抬泵汽油内燃机推车式汽油内燃机鼓风机移动排烟风机(伸缩铝箔管)微型消防站5.厂房安全第46页3.2足量水灭火打分标准消防泵房用明管供水,连接柴油发电机做备用电源,采用智慧消防得10分;或工厂门口距离50米内有湖水江水或河涌▲且车间仓库配置消防盘管软管或轻便消防水龙,得10分;消防泵房用明管供水,连接柴油发电机做备用电源,采用智慧消防中三个因素只有两个存在,得5分;工厂距离50米到150米有湖水江水或河涌得5分;消防泵房用地埋管供水,缺柴油发电机备用电源,得0分5.厂房安全第47页图文解释消防泵房用明管,即管道可视,不埋在地下或墙体中。连接柴油发电机保障断电时消防泵仍能工作,从而保障消防水的动能。图39消防明管例子图40泵房柴油发电机例子5.厂房安全第48页智慧消防随时监控消防系统工作状态,加强和保障联动功能的有效性。图41智慧消防例子5.厂房安全第49页泡水池泡水箱泡水托盘泡水围堰广汽研专利:改造的防火叉车运载碰撞损伤的电池包到水池灭火广汽研专利:增加挡水板可泡水灭火的振动台武汉理工专利:增加挡水板可泡水灭火的货物托盘图42

泡水法处理电动汽车燃烧例子5.厂房安全第50页清楚常规的喷淋系统不能灭锂离子电池火灾,大量的泡水、定点射水才能灭锂离子电池火灾。采用气体窒息灭火方式,在密封空间会引起电池爆炸。因为高温下电池正极材料会释放氧气,促进燃烧。磷酸铁锂电池释放氧气温度在800℃以上,三元材料和钴酸锂电池在200到300℃释放氧气。抽风式灭火装置简单有效,是武汉理工大学的专利技术。图43单位面积水量对比(喷淋不能有效灭火)了解计算过程如下。例如一根直径12.5mm的喷淋头,喷水保护面积为24㎡。如果管道流速相同,消防盘管和消防水带定点的单位面积水量为1,则喷淋系统的单位水量=(0.25x12.5x12.5x10-6÷24)=2x10-6=2ppm。单位面积水量相差50万倍。5.厂房安全第51页(a)密封空间气体窒息灭火装置发生爆炸示意图

(b)正极材料释放氧气温度图44

密封空间采用气体灭火方式可以导致发生气体爆炸事故≥800℃磷酸铁锂粉料释放氧气温度200℃~300℃钴酸锂粉料、三元材料粉料释放氧气温度5.厂房安全第52页图45

电池安全阀、电池包呼吸阀等连接管道抽风式灭火装置(武汉理工专利)5.厂房安全第53页3.3双路电源打分标准对火灾重点目标(化成车间、高温静置车间、老化房、分容房、成品仓库、物理隔离的故障电池存储仓库、安全测试实验室等)的应急排烟有两路电源,应急灯有备用电池,火灾监控中心有UPS和备用柴油发电机供电,得10分;火灾重点目标中超过80%未到100%的目标有二路电源,得5分;火灾重点目标中低于80%的目标无二路电源,得0分。

二路电源=相同配电箱输出两路独立电路,或一路市电和一路柴油发电机电源,或一路市电和一路集装箱式锂电池储能系统供电5.厂房安全第54页图文解释二路电源=相同配电箱输出两路独立电路,或一路市电和一路柴油发电机电源,或一路市电和一路集装箱式锂电池储能系统供电应急排烟有两路电源:即由2个6KV及以上电压线路回路供电,或者车间的配电箱用不同的开关输电,一路给应急照明和排烟,另外几路给设备用电。图46

双路电源示意图(a)两根独立电缆供电例子照明、排烟设备n(b)相同配电箱输出两路独立电路5.厂房安全第55页应急灯有备用电池,当断电时备用电源持续工作时间不少于30分钟。火灾监控中心有UPS和备用柴油发电机供电,以保障火灾监控中心在停电时正常运转。电池一般为UPS。图46双路电源示意图(c)备用UPS电池(d)自启动柴油发电机5.厂房安全第56页3.4避免蔓延打分标准工厂采用高度不超过24米的多层厂房,且火灾重点目标有合规的物理间隔(超过6米的间距,或二级耐火墙壁在防火分区边界,里面还可设立岩棉墙壁配合排烟),有烟感和视频监控双重监控;且存在NMP溶剂、电解液溶剂存储区域、生产车间与回收系统实现了AQ7017要求的可燃溶剂浓度低于10%的非爆炸环境要求,得10分;采用高度不超过24米的多层厂房,超过80%的火灾重点目标有合规的物理间隔(超过6米间距或二级耐火墙壁在防火分区边界,里面还可设立岩棉墙壁配合排烟),有烟感和视频监控双重监控;且存在NMP溶剂、电解液溶剂存储区域、生产车间与回收系统实现了AQ7017要求的可燃溶剂浓度低于10%的非爆炸环境要求,得5分;工厂采用高度超过24米的高层厂房得0分;工厂采用和其他工业建筑混在相同栋建筑内得0分;工厂超过80%的重点目标无合规的物理间隔,无烟感和视频双重监控;或存在NMP溶剂、电解液溶剂存储区域、生产车间与回收系统不满足AQ7017要求的可燃溶剂浓度低于10%的非爆炸环境要求,得0分。5.厂房安全第57页原因:强制性行业标准AQ7017-2025锂离子电池生产安全规范,第4.1.2条规定,建筑内部注液、开口化成或开口老化等工艺区域应配置机械通风,稀释溶剂蒸气浓度不应超过爆炸下限的10.0%,构造非爆炸性环境。注:机械通风形式包括一种或几种措施:24h持续抽风、局部抽真空、局部干燥度除湿换气、浓度探测仪联动事故排风。风机抽风局部抽真空如真空腔体封装转轮式除湿机工作原理:含有水分或溶剂的湿空气吹到转轮低温区域,被转轮的多孔材料吸附。旋转到高温区域,被热风吹脱。除掉水分和溶剂的干燥空气进入管道。图47机械通风的多种形式示意图5.厂房安全第58页原因:强制性行业标准AQ7017-2025锂离子电池生产安全规范,第5.2.3条规定,注液工序用电解液罐装区域应满足如下要求:b)车间内不靠外墙布置的电解液罐装区域,面积不超过400.0m²,设置局部密封装置(如岩棉彩钢板密墙隔离),安装机械抽风,控制现场浓度不超过电解液爆炸下限的10.0%,抽风风速不小于0.5m/s。电解液存储区域低于爆炸下限的10%抽风风机岩棉彩钢板墙电解液桶氮气管低于爆炸下限的10%真空腔体电解液输液管注液密封真空表露点仪=干燥度GB51377第9.4.3条手套箱式注液机器图48

可燃溶剂存储于使用区域稀释浓度低于爆炸下限的10%构造非爆炸区域示意图5.厂房安全第59页原因:强制性行业标准AQ7017-2025锂离子电池生产安全规范,第5.2.3条规定,c)电解液桶充填惰性气体,液体输送管道采用不锈钢或四氟乙烯材质管道;d)电解液桶连接管道中压力表和注射泵构成泄漏报警和切断装置;e)推导和测试验证现场机械通风装置稀释电解液气体低于爆炸下限的10.0%,惰性气体被通风稀释到安全的氧气含量;如果不能满足,则配置燃气报警器和氧气探测器。浓度低于爆炸下限的10%填充氮气的电解液桶抽风风机图49

充填惰性气体的电解液桶与存储区域抽风稀释满足低于爆炸下限10%浓度示意图5.厂房安全第60页原因:强制性行业标准AQ7017-2025锂离子电池生产安全规范,第6.2.2条规定,容量不小于50.0Ah的锂离子电池单体安全性测试,应采用防火隔墙或岩棉彩钢板或设备金属板将电池测试区域和人员停留区域分隔。电池测试实验室布局例子6.隔火层4.设备抗爆2.小房间排烟1.设备排烟3.走廊排烟5.设备分体隔离监控室设备喷水泡水灭火装置设备泄爆导爆装置建筑烟感安全摄像头(烟雾火焰图像

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